KR101111468B1

KR101111468B1 - Ion generator

Info

Publication number: KR101111468B1
Application number: KR1020057022053A
Authority: KR
Inventors: 겐키치 이즈미; 지안민 시
Original assignee: 시시도 세이덴기 가부시키가이샤
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2012-02-21
Also published as: TW200503371A; US7375945B2; US20060232908A1; TWI394337B; JPWO2004109875A1; WO2004109875A1; JP4512037B2; KR20060016086A

Abstract

방전 침(2)과, 방전 침(2)에 대향한 대향 전극(3) 및 교류 고압 전원(4)으로 이루어지며, 교류 고압 전원(4)에 의해 방전 침(2)과 대향 전극(3) 사이에 고전압이 인가되었을 때 코로나 방전을 발생시켜 양음의 공기 이온을 생성하는 이온 생성 장치에 있어서, 교류 고압 전원(4)은 고주파 발진기(7)와 압전 트랜스포머(9)를 구비하여 고주파 전압을 출력한다. 교류 고압 전원(4)의 고압 출력선(4a)과 방전 침(2) 사이에 절연물(5)을 개재 장착하여 이들을 용량 결합하고, 방전 침(2)으로부터 방전 가능하도록 한다. 바람직하게는, 대향 전극(3)의 표면을 절연물로 피복한다. 이에 따라, 장치 구성을 소형이고 경량인 것으로 하면서 양음의 공기 이온의 양의 밸런스와 그 안정성을 높인다.It consists of the discharge needle 2, the counter electrode 3 facing the discharge needle 2, and the AC high voltage power supply 4, and the discharge needle 2 and the counter electrode 3 by the AC high voltage power supply 4. In the ion generating device for generating positive air ions by generating corona discharge when a high voltage is applied therebetween, the AC high voltage power supply 4 includes a high frequency oscillator 7 and a piezoelectric transformer 9 to output a high frequency voltage. do. The insulating material 5 is interposed between the high voltage output line 4a and the discharge needle 2 of the AC high voltage power supply 4 so as to capacitively couple them, and to discharge from the discharge needle 2. Preferably, the surface of the counter electrode 3 is covered with an insulator. This improves the balance and positive stability of positive air ions while making the device structure compact and lightweight.

방전 침, 대향 전극, 교류 고압 전원, 코로나 방전, 공기 이온, 절연물, 밸런스, 제전, 중화 Discharge needle, counter electrode, AC high voltage power supply, corona discharge, air ion, insulator, balance, antistatic, neutralization

Description

ION GENERATOR

본 발명은 대전 물체의 정전기를 중화하여 제전하는 데 적합한 양 및 음의 공기 이온을 코로나 방전에 의해 생성하는 이온 생성 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ion generating device for generating positive and negative air ions by corona discharge, which are suitable for neutralizing and discharging static electricity of a charged object.

종래 방전 침과 대향 전극 사이에 상용 주파(50 또는 60Hz)의 교류 고압 전원으로부터 고전압을 인가하여 이 방전 침으로부터 코로나 방전을 발생시키고, 그 코로나 방전에 의해 공기를 이온화하는 이온 생성 장치가 알려져 있다(예컨대, 일본 특허 공개 평 8-288094호 공보 참조).Conventionally, an ion generating device is known which applies a high voltage from an AC high voltage power source of a commercial frequency (50 or 60 Hz) between a discharge needle and an opposite electrode to generate a corona discharge from the discharge needle, and ionizes air by the corona discharge. See, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 8-288094).

이러한 종류의 이온 생성 장치에서는, 방전 침에 교류 전압을 인가함으로써 양으로 하전한 공기 이온과 음으로 하전한 공기 이온이 교대로 생성된다. 그리고, 이러한 종류의 이온 생성 장치는 생성된 양음의 공기 이온에 의해 대전체에 축적되어 있는 전하(정전기)를 중화하는 것이 가능하므로, 일반적으로 대전체의 정전기를 제거하는 제전 장치로서 사용되고 있다.In this type of ion generating device, positively charged air ions and negatively charged air ions are alternately generated by applying an alternating voltage to the discharge needle. In addition, since this kind of ion generating device can neutralize charges (electrostatic charges) accumulated in the battery due to the positive and negative air ions generated, it is generally used as an antistatic device for removing the static electricity of the battery.

또한 이러한 종류의 이온 생성 장치에서는, 방전 침에 인체 등이 닿았을 때의 단락 전류가 고려되어, 방전 침을 교류 고압 전원의 고압 출력선에 대하여 용량 결합함으로써 단락 전류를 억제하도록 하고 있다. 이러한 경우, 이 이온 생성 장치에서는 코로나 방전의 발생시(방전 침의 방전시)에 방전 침의 결합 용량의 임피 던스에 의해 방전 침이 고압 출력선에 대하여 전압 강하를 발생한다. 또한 상용 주파에서 코로나 방전을 발생시키기 위해서는 방전 침의 침 끝에 약 4kV의 전압을 필요로 한다. 이 때문에, 이러한 이온 생성 장치에서는 방전 침의 결합 용량의 임피던스에 의해 발생하는 전압 강하분을 덧붙여 올린 고전압을 고압 출력선으로 출력하는 교류 고압 전원이 채용되고 있다.In this type of ion generating device, the short circuit current when the human body or the like touches the discharge needle is taken into consideration, and the short circuit current is suppressed by capacitively coupling the discharge needle to the high voltage output line of the AC high voltage power supply. In this case, in this ion generating device, the discharge needle generates a voltage drop with respect to the high voltage output line by the impedance of the coupling capacitance of the discharge needle at the time of corona discharge (discharge of the discharge needle). In addition, in order to generate corona discharge at a commercial frequency, a voltage of about 4 kV is required at the tip of the discharge needle. For this reason, the AC high voltage power supply which outputs the high voltage which added the voltage drop which generate | occur | produced by the impedance of the coupling capacitance of a discharge needle to a high voltage output line is employ | adopted in such an ion generating apparatus.

여기서, 상기 방전 침의 결합 용량은 구조적인 제약이나 단락 전류의 억제 효과를 확보하기 위하여 너무 큰 용량으로 하기는 어려우며, 실용상 고작해야 10pF 정도로 한정된다. 이 때문에, 이러한 결합 용량에 기인하는 전압 강하분이 커지게 된다. 예컨대 결합 용량을 10pF, 상용 주파를 50Hz라 한 경우, 상기 전압 강하분은 약 1.6kV에 이른다. 또한, 방전 침의 방전 전류는 3μA～10μA 정도이며, 상기의 전압 강하분의 값은 방전 전류가 5μA라고 하였을 때의 값이다. 따라서, 이 전압 강하분을 보상하기 위하여, 종래의 이온 생성 장치에서는 교류 고압 전원에 승압 트랜스포머로서 약 6～9kV의 고전압을 발생하도록 충분한 감김 수를 갖는 권선 트랜스포머가 사용되고 있다. 그러나 권선 트랜스포머는 비교적 대형이어서 무거우므로, 이온 생성 장치를 소형 경량화시키는 것이 곤란하다는 문제가 있다.Here, the coupling capacitance of the discharge needle is difficult to make the capacitance too large in order to secure structural constraints or suppression of short-circuit current, it is practically limited to only 10pF. For this reason, the voltage drop resulting from such a coupling capacitance becomes large. For example, when the coupling capacitance is 10 pF and the commercial frequency is 50 Hz, the voltage drop reaches about 1.6 kV. In addition, the discharge current of a discharge needle is about 3 microamps-10 microamps, and the value of the said voltage drop is a value when the discharge current is 5 microamps. Therefore, in order to compensate for this voltage drop, in the conventional ion generating device, a winding transformer having a winding number sufficient to generate a high voltage of about 6 to 9 kV as a boosting transformer is used in an AC high voltage power supply. However, since the winding transformer is relatively large and heavy, it is difficult to reduce the size and weight of the ion generating device.

한편, 권선 트랜스포머에 비하여 소형 경량인 압전 트랜스포머를 채용하고, 상용 주파 대신 수 십kHz의 고주파의 교류 고압 전원을 이용한 이온 생성 장치도 알려져 있다(예컨대, 일본 특허 공개 2003-22897호 공보 참조). 이 이온 생성 장치의 교류 고압 전원은 고주파 발진 회로로부터 압전 트랜스포머의 압전 소자에 수 십kHz의 고주파 신호를 부여함으로써 고주파 교류 전압을 발생하는 것이다. 이러 한 고주파 전원을 이용한 이온 생성 장치는 상용 주파 전원을 이용한 것에 비하여 공기 이온의 이온 밸런스(양 이온의 양과 음 이온의 양의 밸런스)를 향상시킬 수 있음과 동시에, 방전 침의 침 끝으로부터 코로나 방전을 발생시키기 위하여 필요한 전압을 약 1.8kV 정도로 저감할 수 있다.On the other hand, an ion generating device employing a compact and lightweight piezoelectric transformer as compared with the winding transformer and using a high frequency AC high voltage power of several tens of kHz instead of a commercial frequency is known (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-22897). The AC high voltage power supply of the ion generating device generates a high frequency AC voltage by applying a high frequency signal of several tens of kHz to the piezoelectric element of the piezoelectric transformer from the high frequency oscillation circuit. The ion generating device using such a high frequency power source can improve the ion balance (balance between positive and negative ions) of air ions, and at the same time, the corona discharge from the tip of the discharge needle, compared with the commercial frequency power source. The voltage required to generate the voltage can be reduced to about 1.8 kV.

이 압전 트랜스포머를 이용한 고주파 전원의 출력 전압은 압전 트랜스포머의 특성상 고작해야 약 2～3kV이며, 이 출력 전압은 그 고주파 전원을 이용하여 코로나 방전을 발생시키는 데 방전 침에 필요한 전압(약 1.8V)에 가까운 전압이다. 따라서, 방전 침의 전압을 코로나 방전을 발생가능한 전압으로 확보하기 위하여, 고주파 전원에서 방전 침까지의 전압 강하를 충분히 작은 것으로 억제할 필요가 있다. 또한 압전 트랜스포머는 일반적으로 출력 가능한 전류가 작으므로(고작해야 100μA 정도), 방전 침을 고압 출력선에 용량 결합하지 않고도 단락 전류를 충분히 작은 것으로 할 수 있다.The output voltage of the high frequency power supply using the piezoelectric transformer is only about 2 to 3 kV due to the characteristics of the piezoelectric transformer, and the output voltage is about the voltage (about 1.8 V) necessary for the discharge needle to generate the corona discharge using the high frequency power supply. Close voltage. Therefore, in order to secure the voltage of the discharge needle to a voltage capable of generating corona discharge, it is necessary to suppress the voltage drop from the high frequency power source to the discharge needle to be sufficiently small. Piezoelectric transformers also typically have a small output current (at most 100μA at best), so the short-circuit current can be made small enough without capacitive coupling of the discharge needle to the high-voltage output line.

이러한 이유에서 고주파 전원을 사용한 종래의 이온 생성 장치에서는, 상기 고주파 전원의 고압 출력선과 방전 침 사이에서 불필요한 전압 강하가 발생하지 않도록 이 고압 출력선을 방전 침에 직접 연결하도록(방전 침을 고압 출력선에 용량 결합하지 않도록) 하고 있다.For this reason, in the conventional ion generating apparatus using a high frequency power source, the high voltage output line is directly connected to the discharge needle so that an unnecessary voltage drop does not occur between the high voltage output line and the discharge needle of the high frequency power source (the discharge needle is connected to the high voltage output line). To avoid capacitive coupling).

그런데, 최근 정밀한 반도체 장치의 제조 라인 등에서 대전체를 가능한 한 중화할 것에 대한 요구가 더욱 높아지고 있다. 이러한 경우, 상용 주파 전원을 사용하는 이온 생성 장치보다 고주파 전원을 사용하는 이온 생성 장치 쪽이 유리하다. 그런데, 고주파 전원을 사용하는 종래의 이온 생성 장치에서는 이온 밸런스가 불안정해지는 경우가 많이 있어, 반드시 충분히 요구를 만족시킬 수는 없었다.However, in recent years, the demand for neutralizing the battery as much as possible in the manufacturing line of a precision semiconductor device becomes higher. In such a case, an ion generating device using a high frequency power supply is more advantageous than an ion generating device using a commercial frequency power supply. By the way, in the conventional ion generating apparatus using a high frequency power supply, the ion balance may become unstable in many cases, and it cannot necessarily satisfy | fill requirements sufficiently.

본 발명은 이러한 배경을 감안하여 이루어진 것으로서, 장치 구성을 소형이고 경량인 것으로 하면서 양음의 공기 이온의 양의 밸런스와 그 안정성을 높일 수 있는 이온 생성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.This invention is made | formed in view of such a background, Comprising: It aims at providing the ion generating apparatus which can make the apparatus structure small and light, and can raise the balance of the quantity of positive air ions, and its stability.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 이루어진 것으로서, 적어도 하나의 방전 침과, 이 방전 침에 대향한 대향 전극 및 이 방전 침과 대향 전극 사이에 고전압을 인가하는 교류 고압 전원으로 이루어지며, 이 교류 고압 전원에 의해 이 방전 침과 대향 전극 사이에 고전압이 인가되었을 때 코로나 방전을 발생시켜 양 및 음의 공기 이온을 생성하는 이온 생성 장치의 개량에 관한 것이다.The present invention has been made to attain the above object, and comprises at least one discharge needle, an opposite electrode facing the discharge needle, and an AC high voltage power supply applying a high voltage between the discharge needle and the opposite electrode. The present invention relates to an improvement in an ion generating device that generates a corona discharge when a high voltage is applied between the discharge needle and the counter electrode by a power supply to generate positive and negative air ions.

상기 목적을 달성하기 위하여 본원 발명자들은 각종 다양한 검토, 실험을 행하였다. 그 결과, 본원 발명자들은 압전 트랜스포머를 구비하는 고주파 교류 전원을 구비한 이온 생성 장치에 있어서, 방전 침을 고주파 교류 전원의 고압 출력선에 용량 결합하여도 고주파 교류 전원의 고압 출력선으로부터 방전 침으로의 전압 강하를 충분히 작게 하여 이 방전 침으로부터 교류 코로나 방전을 양호하게 발생시킬 수 있음과 동시에, 그 용량 결합에 의해 종래의 고주파형의 이온 생성 장치보다 양음의 공기 이온의 양을 밸런싱시키면서 그 밸런스를 안정시켜 이온 밸런스를 향상시키는 것이 가능하다는 사실을 발견하였다.In order to achieve the above object, the present inventors conducted various various studies and experiments. As a result, the inventors of the present invention, in the ion generating device having a high frequency AC power source having a piezoelectric transformer, even if the discharge needle capacitively coupled to the high voltage output line of the high frequency AC power source from the high voltage output line of the high frequency AC power source to the discharge needle The voltage drop can be made small enough to generate an alternating corona discharge from the discharge needle well, and the capacitive coupling stabilizes the balance while balancing the amount of positive air ions compared to the conventional high frequency ion generator. It has been found that it is possible to improve the ion balance.

따라서 본 발명은, 이 교류 고압 전원으로서 고주파 발진기와 압전 트랜스포머를 구비하여 고주파 전압을 출력하는 것을 이용한다. 그리고 본 발명은, 상기 교류 고압 전원의 고압 출력선과 이 방전 침 사이에 절연물을 개재 장착하고, 이 방전 침으로부터 방전 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.Therefore, the present invention uses a high frequency oscillator and a piezoelectric transformer as the AC high voltage power source to output a high frequency voltage. The present invention is characterized in that an insulating material is interposed between the high-voltage output line of the AC high-voltage power supply and the discharge needle to discharge from the discharge needle.

이러한 본 발명에 따르면, 고압 출력선과 방전 침 사이에 절연물을 개재 장착함으로써, 이 절연물에 의해 고압 출력선과 방전 침이 용량 결합되게 된다. 그리고, 교류 고압 전원으로서 고주파 전압을 출력하는 것을 이용함과 동시에, 고압 출력선과 방전 침을 절연물에 의해 용량 결합함으로써 상용 주파 전압을 이용하는 종래의 이온 생성 장치나 고압 출력선과 방전 침을 직접 접속하는 종래의 고주파형 이온 생성 장치에 비하여, 생성되는 양음의 공기 이온의 양의 밸런스와 그 밸런스의 안정성을 높이는 것, 즉, 이온 밸런스를 향상시키는 것이 가능하다. 이 경우, 방전 침과 고압 출력선 사이의 용량을 그 용량에 따른 전압 강하가 충분히 작아지는 값으로 설정하면서 이온 밸런스를 향상시킬 수 있다. 또한 교류 고압 전원이 고주파 발진기와 압전 트랜스포머를 구비하는 고주파의 고압 전원이므로, 권선 트랜스포머를 구비하는 상용 주파의 고압 전원에 비하여 장치를 소형 경량으로 할 수 있다. 또한, 압전 트랜스포머를 구비하는 교류 고압 전원을 사용하므로 방전 침의 단락 전류를 충분히 억제할 수 있다.According to the present invention, the insulator is interposed between the high voltage output line and the discharge needle, whereby the high voltage output line and the discharge needle are capacitively coupled by the insulator. In addition, a high-frequency voltage is used as an AC high-voltage power supply, and a high-voltage output line and a discharge needle are capacitively coupled by an insulator, and a conventional ion generating device using a commercial frequency voltage or a conventional high-voltage output line and a direct connection between the discharge needle and the conventional device Compared with the high frequency type ion generating device, it is possible to increase the balance of the positive and negative air ions generated and the stability of the balance, that is, to improve the ion balance. In this case, the ion balance can be improved while setting the capacitance between the discharge needle and the high voltage output line to a value at which the voltage drop corresponding to the capacitance is sufficiently small. In addition, since the AC high voltage power source is a high frequency high voltage power source including a high frequency oscillator and a piezoelectric transformer, the device can be made compact and light in comparison with a high frequency power source of a commercial frequency wave having a winding transformer. Moreover, since the AC high voltage power supply provided with a piezoelectric transformer is used, the short circuit current of a discharge needle can fully be suppressed.

여기서, 상기 방전 침과 교류 고압 전원 사이의 절연물의 개재 장착 형태(결합 용량의 구조 형태)로서는, 예컨대 이하의 2가지 형태를 생각할 수 있다.Here, as the interposing mounting form (structural form of the coupling capacitance) between the discharge needle and the AC high-voltage power supply, the following two forms can be considered.

그 첫 번째 형태는, 상기 교류 고압 전원의 고압 출력선을 상기 절연물로서의 절연 튜브로 피복하고, 이 절연 튜브로 피복된 고압 출력선을 도전체로 이루어지는 집전 링의 링 내에 이 절연 튜브에 의해 이 집전 링으로부터 절연된 상태로 삽입 장착하고, 이 고압 출력선이 삽입 장착된 집전 링의 표면과 상기 방전 침을 도통시키는 것이다.The first form covers the high voltage output line of the AC high voltage power supply with an insulating tube as the insulator, and the high voltage output line covered with the insulating tube in the ring of the current collecting ring made of a conductor, thereby collecting the current collecting ring. It is inserted and mounted insulated from this, and the discharge needle conducts the surface of the current collector ring to which the high voltage output line is inserted.

이러한 첫 번째 형태에서는, 고압 출력선을 피복하는 절연 튜브와 이들을 내부에 삽입 장착한 집전 링에 의해 고압 출력선과 방전 침을 용량 결합하므로, 그 용량 결합의 구조를 간이한 구조로 할 수 있다.In this first aspect, the high-voltage output line and the discharge needle are capacitively coupled by an insulating tube covering the high-voltage output line and a current collector ring inserted therein, so that the structure of the capacitive coupling can be simplified.

또한 두 번째 형태는, 상기 절연물로서의 판상 절연물의 어느 하나의 면 상에 설치된 제1 도전체 패턴에 상기 방전 침을 도통시킴과 동시에, 이 판상 절연물의 다른 하나의 면 상에서 제1 도전체 패턴에 대응하는 위치에 설치된 제2 도전체 패턴에 상기 고압 출력선을 도통시키는 것이다.In addition, the second mode is to conduct the discharge needle to the first conductor pattern provided on any one surface of the plate insulator as the insulator, and to correspond to the first conductor pattern on the other side of the plate insulator. The high voltage output line is conducted to the second conductor pattern provided at the position.

이러한 두 번째 형태에서는 판상 절연물을 유전체로 하고, 또 그 각 면 상에 설치된 각 도전체 패턴을 전극으로 하여 기능하는 평행 평판 콘덴서가 형성되고, 이 평행 평판 콘덴서에 의해 방전 침과 고압 출력선이 용량 결합되게 된다. 이러한 경우, 각 도전체 패턴은, 예컨대 판상 절연물의 면 상에 용융 고착한 금속 부재나 판상 절연물의 면 상에 인쇄된 회로 패턴(도전성의 박막층의 패턴)에 의해 용이하게 형성할 수 있으므로, 방전 침과 고압 출력선의 용량 결합을 회로 기판 등을 판상 절연물로서 사용하여 저렴하고 간단한 구조에서 행할 수 있다.In this second aspect, a parallel plate capacitor is formed that uses a plate-like insulator as a dielectric and each conductor pattern provided on each side thereof as an electrode. The parallel plate capacitor has a discharge needle and a high voltage output line. To be combined. In such a case, each conductor pattern can be easily formed by, for example, a metal member fused and fixed on the surface of the plate insulator or a circuit pattern (pattern of the conductive thin film layer) printed on the surface of the plate insulator. Capacitive coupling of the high-voltage output line can be performed in a cheap and simple structure by using a circuit board or the like as a plate insulator.

이와 같이 판상 절연 부재를 사용하는 경우에 있어서 상기 방전 침이 복수 구비되어 있을 때에는, 상기 제1 도전체 패턴은 각 방전 침을 각각 도통시키는 복수의 부분 도전체를 상기 판상 절연물에 의해 서로 절연시켜 이 복수의 방전 침의 배치에 대응하는 패턴으로 이 판상 절연물의 어느 하나의 면 상에 배치한 것으로서, 상기 제2 도전체 패턴은, 제1 도전체 패턴의 각 부분 도전체에 이 판상 절연물을 사이에 두고 각각 대향하는 복수의 부분 도전체와 이 복수의 부분 도전체를 서로 도통시켜 연접하는 부분 도전체로 구성되어 있는 것이 적절하다.As described above, when a plurality of discharge needles are provided in the case of using a plate-like insulating member, the first conductor pattern insulates each of the plurality of partial conductors that conduct the respective discharge needles by the plate-shaped insulator and is insulated from each other. A pattern corresponding to the arrangement of a plurality of discharge needles is disposed on any one surface of the plate insulator, and the second conductor pattern includes the plate insulator between the partial conductors of the first conductor pattern. It is appropriate that a plurality of partial conductors facing each other and the partial conductors which electrically connect and connect the plurality of partial conductors to each other are appropriate.

이에 따르면, 각 방전 침과 고압 출력선이 이 방전 침에 대응하는 제1 도전체 패턴의 부분 도전체와 이 부분 도전체에 대향하는 제2 도전체 패턴의 부분 도전체 사이의 부분(판상 절연물의 부분)에서 용량 결합되게 된다. 이 경우, 고압 출력선은 제2 도전체 패턴의 일부분에 도통시키는 것만으로 각 방전 침과 용량 결합된다. 또한 각 방전 침마다 판상 절연물을 구비하지 않고, 하나의 판상 절연물을 사용하여 각 방전 침마다 고압 출력선과의 용량 결합을 행할 수 있다. 따라서, 복수의 방전 침을 구비하는 경우, 각 방전 침을 소형이면서 간이한 구조로 고압 출력선에 상기 복수의 방전 침을 용량 결합할 수 있다.According to this, the part (plate insulator) between the partial conductor of the first conductor pattern corresponding to each discharge needle and the high voltage output line and the partial conductor of the second conductor pattern opposite to the partial conductor Capacitively coupled). In this case, the high-voltage output line is capacitively coupled with each discharge needle by simply conducting a portion of the second conductor pattern. In addition, a plate insulator is not provided for each discharge needle, and one plate insulator can be used to perform capacitive coupling with a high voltage output line for each discharge needle. Therefore, when a plurality of discharge needles are provided, the discharge needles can be capacitively coupled to the high-voltage output line in a compact and simple structure.

이와 같이 복수의 방전 침과 판상 절연물을 구비한 경우에 있어서, 방전 침은 예컨대 다음과 같이 배치된다. 즉, 상기 복수의 방전 침은 그 각각의 기단부를 이 판상 절연물의 제1 도전체 패턴의 각 부분 도전체에 고정하여, 이 판상 절연물로부터 방사상의 배치 패턴으로 이 판상 절연물의 주위에 연장 설치된다. 그리고, 상기 대향 전극은 각 방전 침의 축심과 대략 직교하는 방향의 축심을 갖도록 이 복수의 방전 침의 주위에 배치된 환상의 도체에 의해 구성된다.Thus, in the case where a plurality of discharge needles and a plate-like insulator are provided, the discharge needles are arranged as follows, for example. That is, the plurality of discharge needles fix their respective proximal ends to the respective partial conductors of the first conductor pattern of the plate insulator, and extend from the plate insulator around the plate insulator in a radial arrangement pattern. The counter electrode is constituted by annular conductors arranged around the plurality of discharge needles so as to have an axis center in a direction substantially orthogonal to the axis center of each discharge needle.

이러한 구성에 따르면, 대향 전극과 각 방전 침 사이의 전계를 어느 방전 침에 대해서도 균일하게 하는 것이 가능해지므로, 각 방전 침마다의 공기 이온의 생성 상태의 불균일을 억제하는 것이 가능해진다. 또한 판상 절연물로부터 방사상으로 연장되는 복수의 방전 침의 주위에 대향 전극이 있으므로, 이들 방전 침 및 대향 전극을 케이스에 수용하는 경우, 필연적으로 그 케이스의 내부의 중심부 부근에 판상 절연물이 배치되게 된다. 이 때문에, 고전압이 인가되는 판상 절연물의 제2 도전체 패턴이나 여기에 도통시킬 고압 출력선과 케이스 사이의 용량을 작게 할 수 있고, 제2 도전체 패턴이나 고압 출력선과 케이스 사이의 누설 전류를 작게 하는 것이 가능해진다.According to this structure, since the electric field between the counter electrode and each discharge needle can be made uniform for any discharge needle, it becomes possible to suppress the nonuniformity in the state of generation of air ions for each discharge needle. Moreover, since there exists an opposing electrode around the some discharge needle extended radially from a plate insulator, when accommodating these discharge needle and an opposing electrode in a case, a plate-like insulator will necessarily be arrange | positioned near the center part inside the case. For this reason, the capacity | capacitance between the 2nd conductor pattern of the plate-shaped insulator to which a high voltage is applied, or the high voltage output line and case which are to be connected to it can be made small, and the leakage current between a 2nd conductor pattern or a high voltage output line and a case can be made small. It becomes possible.

또한 이상 설명한 본 발명에서는, 바람직하게는 상기 대향 전극의, 방전 침에 면하는 표면을 절연물로 피복한다. 이러한 구성에 따르면, 방전 침에 대향한 대향 전극이 절연물로 피복되어 있으므로 방전 침과 대향 전극 사이에서 이 절연물이 대향 전극에 접속된 용량으로서 기능하게 된다. 이 때문에, 방전 침의 끝단 부근으로부터 대향 전극 측을 향하는 공기 이온의 양이 양음 중 어느 하나에 치우치는 것을 억제하여 방출할 수 있는 양음의 공기 이온의 이온 밸런스를 더욱 향상시킬 수 있다.In the present invention described above, the surface of the counter electrode, which faces the discharge needle, is preferably covered with an insulator. According to this structure, since the counter electrode facing the discharge needle is covered with an insulator, the insulator functions as a capacitance connected to the counter electrode between the discharge needle and the counter electrode. For this reason, the ion balance of the positive and negative air ions which can be discharged by suppressing the amount of air ions from the vicinity of the tip of the discharge needle toward the counter electrode side toward any of the positive and negative can be further improved.

또한, 특히 방사상으로 연장 설치한 복수의 방전 침을 구비한 경우에 있어서는, 바람직하게는 상기 환상의 도체인 대향 전극은 상기 복수의 방전 침 및 판상 절연물을 내부에 수용하여 이 환상의 도체와 동축심으로 설치된 통 형상 절연물의 외주면에 장착되고, 이 통 형상 절연물 내에 그 축심 방향으로 공기를 공급하는 수단을 구비한 수단을 구비한다.In particular, in the case where a plurality of discharge needles extending radially are provided, the counter electrode, which is preferably the annular conductor, accommodates the plurality of discharge needles and plate insulators inside, and coaxially with the annular conductor. It is attached to the outer peripheral surface of the tubular insulator provided in this way, and provided with the means which supplies the air in the axial direction in this tubular insulator.

이에 따르면, 통 형상 절연 부재에 의해 환상의 대향 전극을 피복하는 절연물을 용이하게 구성할 수 있음과 동시에, 각 방전 침과 통 형상 절연물의 위치 관계를 어느 방전 침에 대해서도 균일하게 하는 것이 가능해진다. 또한 이 경우, 통 형상 절연물 내에서 생성되는 공기 이온은 이 통 형상 절연물 내에 그 축심 방향으로 공기를 공급함으로써 통 형상 절연물 내로부터 송출할 수 있다.According to this, the insulator which coat | covers an annular counter electrode can be comprised easily by the cylindrical insulation member, and the positional relationship of each discharge needle and a cylindrical insulator can be made uniform to any discharge needle. In this case, the air ions generated in the tubular insulator can be sent out from the tubular insulator by supplying air in the axial direction thereof.

도 1은 본 발명의 이온 생성 장치의 제1 실시 형태의 개요를 보인 회로도이고,1 is a circuit diagram showing an outline of a first embodiment of an ion generating device of the present invention,

도 2는 도 1에 도시한 고주파 교류 고압 전원의 회로도이고,FIG. 2 is a circuit diagram of the high frequency AC high voltage power supply shown in FIG. 1;

도 3은 제1 실시 형태의 공기 노즐식 이온 생성 장치의 외관 사시도이고,3 is an external perspective view of the air nozzle type ion generating device of the first embodiment,

도 4는 도 3에 도시한 장치를 종단면에서 도시한 설명도이고,4 is an explanatory view showing the apparatus shown in FIG. 3 in a longitudinal section;

도 5는 본 발명의 이온 생성 장치의 제2 실시 형태의 개요를 보인 회로도이고,5 is a circuit diagram showing an outline of a second embodiment of the ion generating device of the present invention;

도 6은 제2 실시 형태의 송풍식 이온 생성 장치의 외관 사시도이고,FIG. 6 is an external perspective view of the blowing ion generator of the second embodiment; FIG.

도 7은 도 6에 도시한 장치를 종단면에서 도시한 설명도이고,FIG. 7 is an explanatory view showing the apparatus shown in FIG. 6 in a longitudinal section;

도 8 내지 도 10은 도 7에 도시한 전극의 설명도이고,8 to 10 are explanatory views of the electrode shown in FIG. 7,

도 11은 도 6에 도시한 장치에 대한 시험 장치의 구성도이고,FIG. 11 is a configuration diagram of a test apparatus for the apparatus shown in FIG. 6;

도 12는 도 6에 도시한 장치의 성능을 보인 그래프이다.12 is a graph showing the performance of the apparatus shown in FIG.

본 발명의 제1 실시 형태를 도 1 내지 도 4에 기초하여 설명한다.A first embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 4.

도 1을 참조하면, 제1 실시 형태의 이온 생성 장치(1)는 그 전기 회로의 구성으로서 방전 침(2)과, 이 방전 침(2)에 대향한 대향 전극(3)과, 고주파 교류 고 압 전원(4) 및 콘덴서부(용량부)(5)를 구비하고 있다.Referring to FIG. 1, the ion generating device 1 of the first embodiment has a discharge needle 2, a counter electrode 3 facing the discharge needle 2, and a high frequency alternating current high voltage as a configuration of the electric circuit. The piezoelectric power supply 4 and the capacitor | condenser part (capacitive part) 5 are provided.

도 1에서는 방전 침(2)과 대향 전극(3)이 각각 2개씩 예시되어 있으나, 이들은 적어도 하나씩 있으면 된다. 또한 방전 침(2)의 개수와 대향 전극(3)의 개수는 반드시 동일한 수가 아니어도 좋으며, 복수의 방전 침(2)에 대향시켜 하나의 대향 전극(3)을 설치하도록 하여도 좋다.In FIG. 1, two discharge needles 2 and two counter electrodes 3 are illustrated. In addition, the number of discharge needles 2 and the number of counter electrodes 3 may not necessarily be the same number, and one counter electrode 3 may be provided so as to oppose the some discharge needle 2.

고주파 교류 고압 전원(4)의 출력 케이블(고압 출력선)(4a)은 콘덴서부(5)를 사이에 두고 방전 침(2)에 접속되어 있다. 대향 전극(3)은 고주파 교류 고압 전원(4)의 리턴 케이블(4b)에 접속되고, 이 리턴 케이블(4b)은 접지선(6)을 사이에 두고 대지에 접속(접지) 되어 있다. 따라서, 대향 전극(3)은 접지되어 있다.The output cable (high voltage output line) 4a of the high frequency AC high voltage power supply 4 is connected to the discharge needle 2 with the condenser portion 5 interposed therebetween. The counter electrode 3 is connected to the return cable 4b of the high frequency alternating current high voltage power supply 4, and this return cable 4b is connected (grounded) to the earth with the ground wire 6 interposed. Therefore, the counter electrode 3 is grounded.

콘덴서부(5)는 전자 부품으로서 일체로 형성된 콘덴서 소자가 아니어도 좋으며, 유전체인 절연물을 구비한 부재(구조적으로 소요 용량을 갖게 한 부재)이어도 좋다. 예컨대, 단일체의 얇은 절연물이나 금속 부재와 절연 부재를 접속하여 이루어지는 구조체, 절연 부재의 양단에 각각 금속 부재를 접속하여 이루어지는 구조체 등으로 콘덴서부(5)를 구성하여도 좋다. 보다 일반적으로 말하면, 콘덴서부(5)는 그것이 소요 용량을 가지며, 또한 출력 케이블(4a) 및 방전 침(2)을 접속가능한 구조의 것이면 된다.The capacitor portion 5 may not be a capacitor element formed integrally as an electronic component, or may be a member having a dielectric material (a member having a structural capacity required). For example, the capacitor | condenser part 5 may be comprised with the structure which consists of connecting a single thin insulator, a metal member, and an insulating member, the structure which connects metal members to both ends of an insulating member, etc., respectively. More generally speaking, the condenser portion 5 may have a required capacity and a structure capable of connecting the output cable 4a and the discharge needle 2 to each other.

고주파 교류 고압 전원(4)은 도 2에 도시한 바와 같이, 직류 전압을 인가함으로써 고주파 교류 전압을 발생하는 발진 회로(7)와, 발생한 고주파 교류 전압을 압전 세라믹스로 이루어지는 압전 소자(8)에 의해 승압하여 고전압을 얻는 압전 트랜스포머(9)로 이루어진다. 발진 회로(7)는 상용 전원(11)으로부터 직류 전압을 생성하는 직류 전원 회로(10)에 접속되고, 이 직류 전원 회로(10)로부터 직류 전압이 인가된다. 압전 트랜스포머(9)는 발진 회로(7)의 출력을 받아 압전 소자(8)가 기계적으로 진동함으로써 고주파 고전압을 발생하고, 그 고주파 고전압을 단자(12)로부터 출력 케이블(4a)로 출력한다. 압전 트랜스포머(9)로부터 출력되는 고주파 고전압의 주파수는, 본 실시예에서는 10kHz～100kHz의 범위 내의 고주파이다. 또한, 압전 소자(8)의 진동에 따른 소음을 방지하는 데에는, 압전 트랜스포머(9)로부터 출력되는 고주파 고전압의 주파수를 20kHz 이상으로 하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 2, the high frequency alternating current high voltage power supply 4 includes an oscillation circuit 7 for generating a high frequency alternating voltage by applying a direct current voltage, and a piezoelectric element 8 including the generated high frequency alternating voltage with piezoelectric ceramics. It consists of a piezoelectric transformer 9 which is boosted to obtain a high voltage. The oscillation circuit 7 is connected to a DC power supply circuit 10 which generates a DC voltage from the commercial power supply 11, and a DC voltage is applied from the DC power supply circuit 10. The piezoelectric transformer 9 receives the output of the oscillation circuit 7 to generate a high frequency high voltage by mechanically vibrating the piezoelectric element 8, and outputs the high frequency high voltage from the terminal 12 to the output cable 4a. The frequency of the high frequency high voltage output from the piezoelectric transformer 9 is a high frequency within the range of 10 kHz to 100 kHz in this embodiment. Moreover, in order to prevent the noise by the vibration of the piezoelectric element 8, it is preferable to make the frequency of the high frequency high voltage output from the piezoelectric transformer 9 into 20 kHz or more.

보충하면, 압전 트랜스포머(9)로부터 출력되는 고주파 고전압의 주파수를 높임에 따라 이 고주파 고전압은 저하된다. 그리고, 그 주파수를 10OkHz로 하면, 고주파 고전압의 크기(진폭값)가 방전 침(2)으로부터 코로나 방전을 발생 가능한 한계의 전압(약 1.8kV)에 가까워진다. 따라서, 본 실시 형태에서는 압전 트랜스포머(9)로부터 출력하는 고주파 고전압의 주파수의 상한을 100kHz로 하였다.In addition, the high frequency high voltage decreases as the frequency of the high frequency high voltage output from the piezoelectric transformer 9 is increased. When the frequency is 100 kHz, the magnitude (amplitude value) of the high frequency high voltage is close to the limit voltage (about 1.8 kV) capable of generating corona discharge from the discharge needle 2. Therefore, in this embodiment, the upper limit of the frequency of the high frequency high voltage output from the piezoelectric transformer 9 was 100 kHz.

상기 회로 구성의 이온 생성 장치(1)는, 고주파 교류 고압 전원(4)에 의해 방전 침(2)에 고주파 고전압을 인가하였을 때 방전 침(2)과 대향 전극(3) 사이에 전계가 형성되고, 방전 침(2)으로부터 코로나 방전이 발생하여 양 및 음의 공기 이온을 생성할 수 있다.In the ion generating device 1 having the circuit configuration, when a high frequency high voltage is applied to the discharge needle 2 by the high frequency AC high voltage power supply 4, an electric field is formed between the discharge needle 2 and the counter electrode 3. Corona discharge can be generated from the discharge needle 2 to generate positive and negative air ions.

다음, 도 1에 도시한 회로 구성을 갖는 제1 실시 형태의 이온 생성 장치(1)의 보다 구체적인 일 실시예로서 공기 노즐식 이온 생성 장치(1a)를 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.Next, the air nozzle type ion generating device 1a as a more specific example of the ion generating device 1 of the first embodiment having the circuit configuration shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 공기 노즐식 이온 생성 장치(1a)는, 원통 형상으로 내부에 공기 통로(13)가 축 방향으로 관통되어 설치됨과 동시에, 하나의 방전 침(2)이 심어져 설치된 절연물로 이루어지는 노즐 본체(14)와, 공기 통로(13)의 출구 가장자리부(노즐 본체(14)의 일 단부)에 둘레 모양으로 설치된 대향 전극(31), 및 노즐 본체(14)의 외측면부(도 3 및 도 4에서는 하측면부)에 고정 설치되며, 고주파 교류 고압 전원(4)을 내장한 전원 케이스(15)를 구비하고 있다.As shown in FIGS. 3 and 4, the air nozzle type ion generating device 1a has a cylindrical shape in which an air passage 13 penetrates in the axial direction, and at the same time, one discharge needle 2 is planted. Outside of the nozzle main body 14 which consists of the insulated material which was built in the circumference, the counter electrode 31 provided in the periphery at the outlet edge part (one end of the nozzle main body 14) of the air path 13, and the nozzle main body 14 It is fixed to the side part (lower side part in FIG. 3 and FIG. 4), and is provided with the power supply case 15 in which the high frequency AC high voltage power supply 4 was built.

노즐 본체(14)의 공기 통로(13)의 입구에는 도시하지 않은 공기 공급 장치에 접속된 공기 공급관(16)이 나사 장착되어 있다. 또한, 공기 통로(13)의 출구에는 공기 분출구(17)가 끝단에 형성된 금속제의 노즐 캡(18)이 나사 장착되고, 이 노즐 캡(18)과 노즐 본체(14) 사이에 대향 전극(3)을 끼워 지지하도록 하고 있다. 따라서, 대향 전극(3)과 노즐 캡(18)은 접촉하여 전기적으로 도통되어 있다.At the inlet of the air passage 13 of the nozzle body 14, an air supply pipe 16 connected to an air supply device (not shown) is screwed. In addition, a metal nozzle cap 18 is formed at the outlet of the air passage 13 with an air blower outlet 17 at the end thereof, and the counter electrode 3 is disposed between the nozzle cap 18 and the nozzle body 14. To be supported. Therefore, the counter electrode 3 and the nozzle cap 18 are in electrical contact with each other.

노즐 본체(14)의 공기 통로(13)는 그 입구에서 출구까지 직선형으로 단면이 원형이나, 도중에서 출구까지의 출구 근처의 공기 통로(13b)는 입구 근처의 공기 통로(13a)보다 직경이 확장되어 있다. 그리고, 입구 근처의 공기 통로(13a)의 중심축은 직경 확장된 출구 근처의 공기 통로(13b)의 중심축 상방(노즐 본체(14)의 전원 케이스(15)와 반대측의 측면 근처)에 위치해 있다.The air passage 13 of the nozzle body 14 has a straight cross section from its inlet to the outlet, but the air passage 13b near the outlet from the middle to the outlet is larger in diameter than the air passage 13a near the inlet. It is. The central axis of the air passage 13a near the inlet is located above the central axis of the air passage 13b near the diameter-expanded outlet (near the side opposite to the power supply case 15 of the nozzle body 14).

방전 침(2)은 그 축이 공기 통로(13b) 및 노즐 캡(18)의 중심축에 일치하고, 또한 그 끝단이 대향 전극(3)의 중심에 위치하도록 금속제의 소켓(19)을 사이에 두고 노즐 본체(14)에 나사 장착되어 있다.The discharge needle 2 has a metal socket 19 interposed therebetween such that its axis coincides with the central axis of the air passage 13b and the nozzle cap 18, and its end is located at the center of the counter electrode 3. The screw is attached to the nozzle body 14.

전원 케이스(15) 내의 고주파 교류 고압 전원(4)의 출력 케이블(4a)은 절연 피복 부재(20)로 덮여지고, 또한 이 절연 피복 부재(20)와 함께 금속제의 집전 링 (21)의 링 내에 끼워져 들어가 있다. 그리고, 이들 출력 케이블(4a), 절연 피복 부재(20) 및 집전 링(21)이 전원 케이스(15) 측으로부터 방전 침(2)의 축과 직교하는 방향으로 노즐 본체(14) 내부에 삽입되어 있다. 이들 출력 케이블(4a), 절연 피복 부재(20) 및 집전 링(2l)은 이 집전 링(21)의 외주면이 방전 침(2)의 후단 및 그 후단에 장착된 소켓(19)에 접촉하도록(전기적으로 도통하도록) 하여 노즐 본체(14) 내부에 연장 설치되어 있다. 여기서, 절연 피복(20)과 집전 링(21)은 도 1에 도시한 콘덴서부(5)를 형성하고 있다. 즉, 고주파 교류 고압 전원(4)의 출력 케이블(4a)과 방전 침(2) 사이에 절연물로서의 절연 피복(20)이 개재 삽입되어 있게 된다. 바꾸어 말하면, 도전체인 출력 케이블(4a)을 심선으로 하여 절연체로 이루어지는 절연 피복(2O)을 실시하고, 그 외측을 덮는 도전체로 이루어지는 집전 링(21)의 외주면에 방전 침(2)을 도통시킴으로써 방전 침(2)이 출력 케이블(4a)에 대하여 집전 링(21) 및 절연 피복 부재(20)에 의해 용량 결합되어 있다.The output cable 4a of the high frequency AC high voltage power supply 4 in the power supply case 15 is covered with the insulating coating member 20, and together with this insulating coating member 20 in the ring of the metal current collector ring 21. It is inserted. And these output cables 4a, the insulating coating member 20, and the collector ring 21 are inserted in the nozzle main body 14 in the direction orthogonal to the axis of the discharge needle 2 from the power supply case 15 side, have. These output cables 4a, the insulating coating member 20, and the collector ring 2l have the outer circumferential surface of the collector ring 21 in contact with the socket 19 mounted at the rear end and the rear end of the discharge needle 2 ( Electrically connected) so as to extend inside the nozzle body 14. Here, the insulating coating 20 and the current collector ring 21 form the condenser portion 5 shown in FIG. 1. That is, the insulation coating 20 as an insulator 20 is interposed between the output cable 4a and the discharge needle 2 of the high frequency AC high voltage power supply 4. In other words, discharge is performed by conducting an insulating coating 20 made of an insulator with the output cable 4a as a conductor as a core wire and conducting the discharge needle 2 to the outer circumferential surface of the current collecting ring 21 made of the conductor covering the outside thereof. The needle 2 is capacitively coupled to the output cable 4a by the current collecting ring 21 and the insulating coating member 20.

또한 고주파 교류 고압 전원(4)의 리턴 케이블(4b)은 전원 케이스(15)로부터 대향 전극(3)에 직접 접속되어 이 대향 전극(3)에 도통되어 있다. 대향 전극(3)은 전술한 바와 같이 노즐 캡(18)에 접촉하여 도통되어 있다. 이와 같이 노즐 캡(18)은 금속제로서 대향 전극(3)과 도통되어 있으므로, 리턴 케이블(4b)이 접속되어 있는 대향 전극(3)과 함께 방전 침(2)에 대향한 전극으로서의 기능을 할 수 있다. 즉, 방전 침(2)과 노즐 캡(18) 사이에서 코로나 방전이 가능해지도록 되어 있다.In addition, the return cable 4b of the high frequency AC high voltage power supply 4 is directly connected to the counter electrode 3 from the power supply case 15, and is electrically connected to the counter electrode 3. The counter electrode 3 is in electrical contact with the nozzle cap 18 as described above. In this way, since the nozzle cap 18 is made of metal and electrically connected to the counter electrode 3, the nozzle cap 18 can function as an electrode facing the discharge needle 2 together with the counter electrode 3 to which the return cable 4b is connected. have. That is, corona discharge is enabled between the discharge needle 2 and the nozzle cap 18.

상기 구성의 노즐식 이온 생성 장치(1a)는 고주파 교류 고압 전원(4)에 의해 주파수가 10～100kHz인 고주파의 고전압(약 2kV)이 방전 침(2)에 인가되면, 방전 침(2)과 노즐 캡(18) 사이에 전계가 형성된다. 이 때, 방전 침(2)의 끝단에 전계가 집중되어 코로나 방전이 발생하고, 양음의 공기 이온이 생성된다. 또한 도시하지 않은 공기 공급 장치로부터 공기가 공기 공급관(16)과 공기 통로(13)를 통하여 방전 침(2)의 주위에 공급된다. 이 때문에, 방전 침(2)의 끝단 부분의 공간에서 생성된 공기 이온을 이송하므로, 이 공기 이온을 포함한 공기가 이온 분출구(17)로부터 분출된다. 그리고, 이온 분출구(17)의 전방에 위치하는 대전물의 정전기를 중화(제거)할 수 있다.The nozzle type ion generating device 1a having the above-described configuration has a discharge needle 2, when a high frequency high voltage (about 2 kV) having a frequency of 10 to 100 kHz is applied to the discharge needle 2 by the high frequency AC high voltage power supply 4. An electric field is formed between the nozzle caps 18. At this time, an electric field is concentrated at the end of the discharge needle 2, corona discharge occurs, and positive air ions are generated. Moreover, air is supplied to the circumference | surroundings of the discharge needle 2 through the air supply line 16 and the air passage 13 from the air supply apparatus which is not shown in figure. For this reason, since the air ion produced | generated in the space of the edge part of the discharge needle 2 is conveyed, the air containing this air ion is blown off from the ion jet port 17. As shown in FIG. And the static electricity of the charged object located in front of the ion ejection opening 17 can be neutralized (removed).

상기 제1 실시 형태에 따르면, 공기 이온을 생성하기 위한 방전 침(2)이 고주파 교류 고압 전원(4)의 출력 케이블(4a)에 대하여 용량 결합되어 있다. 이 때문에, 방전 침(2)의 끝단 부근의 공간에서의 양음의 공기 이온의 생성량이 거의 균등해지도록 하여 양음의 공기 이온의 이온 밸런스를 양호하게 할 수 있다. 그 이유는 다음과 같이 생각할 수 있다.According to the first embodiment, the discharge needle 2 for generating air ions is capacitively coupled to the output cable 4a of the high frequency AC high voltage power supply 4. For this reason, the ion balance of positive air ions can be made favorable by making the amount of positive air ions generated in the space near the end of the discharge needle 2 almost uniform. The reason can be considered as follows.

방전 침(2)의 끝단 부근의 공간에서의 음의 공기 이온의 양이 양의 공기 이온의 양에 비하여 많은 경우에는 상기 콘덴서부(5)가 방전 침(2)과 고주파 교류 고압 전원(4)의 출력 케이블(4a) 사이에 개재 장착되어 있으므로, 양의 공기 이온은 방전 침(2)에 잔류하여 방전 침(2)의 전위를 양측으로 치우치게 한다. 이 때문에, 방전 침(2)에 양의 전압이 인가되었을 때 방전 침(2)과 대향 전극(3) 사이의 전위차가 커져 양의 공기 이온의 발생량이 증가한다. 반대로, 방전 침(2)에 음의 전압이 인가되었을 때에는 방전 침(2)과 대향 전극(3) 사이의 전위차가 작아져 음의 공기 이온의 발생량이 감소한다. 이에 따라, 방전 침(2)의 끝단 부근의 공간에서의 양음의 공기 이온의 양이 거의 균등해지도록 조정되는 것으로 사료된다. 그리고, 방전 침(2)의 끝단 부근의 공간에서의 양의 공기 이온이 음의 공기 이온에 비하여 많은 경우에도, 상기와 동일한 작용에 의해 양음의 공기 이온의 양의 치우침이 해소되도록 조정되는 것으로 사료된다.When the amount of negative air ions in the space near the end of the discharge needle 2 is larger than the amount of positive air ions, the condenser portion 5 causes the discharge needle 2 and the high frequency AC high-voltage power supply 4 to be discharged. Since it is interposed between the output cables 4a, positive air ions remain in the discharge needles 2 to bias the potentials of the discharge needles 2 to both sides. For this reason, when a positive voltage is applied to the discharge needle 2, the potential difference between the discharge needle 2 and the counter electrode 3 becomes large, and the amount of positive air ions generated increases. On the contrary, when a negative voltage is applied to the discharge needle 2, the potential difference between the discharge needle 2 and the counter electrode 3 becomes small, and the amount of generation of negative air ions decreases. Accordingly, it is considered that the amount of positive air ions in the space near the end of the discharge needle 2 is adjusted to be almost uniform. And even if the amount of positive air ions in the space near the end of the discharge needle 2 is larger than that of the negative air ions, it is determined that the positive bias of the positive air ions is eliminated by the same action as described above. do.

또한 콘덴서부(5)는 코로나 방전시의 전압 강하(콘덴서부(5)에서의 전압 강하)가 충분히 작아지는 용량(방전 침(2)으로부터의 코로나 방전을 지장없이 발생할 수 있는 용량)이 되도록 구성할 수 있다.In addition, the capacitor | condenser part 5 is comprised so that the voltage drop (voltage drop in the capacitor part 5) at the time of corona discharge may become small enough (capacitance which can generate corona discharge from the discharge needle 2 without interruption). can do.

예컨대, 출력 케이블(4a)의 직경을 2mm, 절연 피복 부재(20)의 두께를 1mm, 집전 링(21)의 내경을 4mm, 집전 링(21)의 길이를 20mm로 한다. 또한 절연 피복 부재(20)의 비유전율을 5.0으로 한다. 이 때, 콘덴서부(5)의 용량은 약 8.4pF가 되고, 그 임피던스는 10kHz~100kHz의 범위에서 약 2MΩ～0.2MΩ이다. 그리고, 코로나 방전시의 하나의 방전 침(2)의 방전 전류는 3μA～10μA 정도이므로, 콘덴서부(5)에서의 전압 강하는 1OkHz～100kHz의 범위의 어느 주파수에서도 2V 이하로 억제할 수 있게 된다. 그리고, 이 전압 강하는 고주파 교류 고압 전원(4)이 발생 가능한 출력 전압(2～3kV)보다 충분히 작으므로, 방전 침(2)에 코로나 방전에 필요한 전압(약 1.8kV의 진폭 값의 전압) 이상의 전압을 지장 없이 인가할 수 있다.For example, the diameter of the output cable 4a is 2 mm, the thickness of the insulating coating member 20 is 1 mm, the inner diameter of the current collecting ring 21 is 4 mm, and the length of the current collecting ring 21 is 20 mm. In addition, the dielectric constant of the insulating coating member 20 is set to 5.0. At this time, the capacity of the condenser portion 5 is about 8.4 pF, and its impedance is about 2 MΩ to 0.2 MΩ in the range of 10 kHz to 100 kHz. Since the discharge current of one discharge needle 2 during the corona discharge is about 3 μA to 10 μA, the voltage drop in the condenser portion 5 can be suppressed to 2 V or less at any frequency in the range of 10 kHz to 100 kHz. . And since this voltage drop is sufficiently smaller than the output voltage (2-3 kV) which the high frequency AC high voltage power supply 4 can generate | occur | produce, the discharge needle 2 is more than the voltage (voltage of amplitude value of about 1.8 kV) required for corona discharge. Voltage can be applied without interruption.

또한 압전 트랜스포머(9)는 출력 가능한 전류가 고작 100μA 정도이므로, 방전 침(2)에 어떠한 물건이 접촉하였을 때의 단락 전류를 콘덴서부(5)의 용량과 관계없이 충분히 작은 것으로 억제할 수 있다.In addition, since the piezoelectric transformer 9 can output a current of only about 100 µA, the short-circuit current when any object comes into contact with the discharge needle 2 can be suppressed to be sufficiently small regardless of the capacity of the condenser portion 5.

또한 고주파 교류 고압 전원(4)의 드리프트 등이 발생하여 고주파 교류 고압 전원(4)으로부터 방전 침(2)에 공급되는 고압 전류에 직류 성분이 포함되어 있어도, 콘덴서부(5)에 의해 이를 커트할 수 있다. 이 때문에, 이온 밸런스의 안정성을 확보할 수 있어 제전 능력이 뛰어난 이온 생성 장치를 제공할 수 있다.In addition, even if a DC component is included in the high voltage current supplied from the high frequency AC high voltage power supply 4 to the discharge needle 2 by the drift of the high frequency AC high voltage power supply 4, the capacitor unit 5 cuts it. Can be. For this reason, the stability of ion balance can be ensured and the ion generating device excellent in antistatic ability can be provided.

또한, 상기 실시 형태에서는 외부로부터 공기 공급관(16)을 통하여 공기가 공급되는 노즐식 이온 생성 장치를 예시하였으나, 도 1 및 도 2에 도시한 전기 회로의 구성이 동일하면 생성한 공기 이온을 팬에 의해 이송하는 송풍식의 것에서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.In the above embodiment, the nozzle type ion generating device in which air is supplied through the air supply pipe 16 from the outside is illustrated. However, if the configuration of the electric circuit shown in Figs. The same effect can be obtained also by the blowing type conveyed by the.

다음, 본 발명의 이온 생성 장치의 제2 실시 형태를 도 5를 참조하여 설명한다. 제2 실시 형태의 이온 생성 장치(1b)는 도 5에 도시한 바와 같이, 콘덴서부(5b)(용량부)를 제외하고 제1 실시 형태의 이온 생성 장치(1)와 동일한 회로 구성이다. 따라서, 이온 생성 장치(1)와 동일한 구성 부분에는 동일한 참조 번호를 부여하고 설명을 생략하기로 한다.Next, a second embodiment of the ion generating device of the present invention will be described with reference to FIG. 5. As shown in FIG. 5, the ion generating device 1b of the second embodiment has the same circuit configuration as the ion generating device 1 of the first embodiment except for the condenser portion 5b (capacitive portion). Therefore, the same reference numerals are given to the same constituent parts as the ion generating device 1 and the description thereof will be omitted.

콘덴서부(5b)는 방전 침(2)에 대향한 상태에서 대향 전극(3)에 접속되어 있다. 따라서, 방전 침(2)과 대향 전극(3) 사이의 코로나 방전 발생시의 전류는 콘덴서부(5b)를 통하여 흐르도록 되어 있다. 이 콘덴서부(5b)는 콘덴서부(5)와 마찬가지로 전자 부품으로서 일체로 형성된 콘덴서 소자가 아니어도 좋으며, 유전체인 절연물을 구비한 부재(예컨대, 콘덴서부(5)와 동일한 구조체)이어도 좋다.The capacitor | condenser part 5b is connected to the counter electrode 3 in the state which opposed the discharge needle 2. Therefore, the current at the time of corona discharge generation between the discharge needle 2 and the counter electrode 3 flows through the condenser portion 5b. Like the capacitor part 5, this capacitor part 5b may not be a capacitor element formed integrally as an electronic component, and may be a member (for example, the same structure as the capacitor part 5) provided with the insulator which is a dielectric.

상기 회로 구성의 이온 생성 장치(1b)는 고주파 교류 고압 전원(4)에 의해 방전 침(2)에 고주파 고전압을 인가하였을 때, 방전 침(2)과 대향 전극(3) 사이에 콘덴서부(5b)를 통하여 코로나 방전이 발생하여 양 및 음의 공기 이온을 생성할 수 있다.The ion generating device 1b having the above-described circuit configuration has a capacitor 5b between the discharge needle 2 and the counter electrode 3 when a high frequency high voltage is applied to the discharge needle 2 by the high frequency AC high voltage power supply 4. Corona discharge may be generated to generate positive and negative air ions.

다음, 도 5에 도시한 회로 구성을 갖는 제2 실시 형태의 이온 생성 장치(1b)의 보다 구체적인 실시예로서의 송풍식 이온 생성 장치(1c)를 도 6 내지 도 10을 참조하여 설명한다.Next, the blown type ion generating device 1c as a more specific example of the ion generating device 1b of the second embodiment having the circuit configuration shown in FIG. 5 will be described with reference to FIGS. 6 to 10.

도 6 내지 도 10을 참조하면, 제2 실시 형태의 송풍식 이온 생성 장치(1c)는 전면에 공기 분출구(31), 후면에 공기 흡입구(32)를 개설한 케이스(33)를 구비하고 있다. 케이스(33)는 예컨대 금속제이지만, 절연체로 구성된 것이어도 좋다. 케이스(33)의 전면에는 분출구(31)를 덮는 루버(louver;34)와 전원 스위치(35)가 설치되고, 케이스(33)의 후면에는 공기 흡입구(32)를 덮는 필터 세트(36)가 설치되어 있다. 그리고, 공기를 필터 세트(36)로부터 빨아 들이고, 케이스(33) 내에서 생성되는 공기 이온을 포함한 공기를 루버(34)로부터 불어낸다. 또한, 루버(34) 및 필터 세트(36)는 케이스(33)로부터 분리 가능하도록 구성되어 있다. 또한 도 7에서는 루버(34)의 도시를 생략하였다.6 to 10, the blowable ion generating device 1c according to the second embodiment includes a case 33 in which an air blowing port 31 is formed on the front surface and an air inlet 32 is formed on the rear surface. The case 33 is made of metal, for example, but may be made of an insulator. A louver 34 and a power switch 35 are installed at the front of the case 33, and a filter set 36 is installed at the rear of the case 33 to cover the air inlet 32. It is. Then, air is sucked from the filter set 36 and the air containing the air ions generated in the case 33 is blown out of the louver 34. In addition, the louver 34 and the filter set 36 are configured to be detachable from the case 33. In addition, illustration of the louver 34 is abbreviate | omitted in FIG.

케이스(33) 내에는 후방으로부터 순서대로 송풍 수단(37)과 이온 생성 수단(38)이 배치되어 있다. 송풍 수단(37)은 공기 흡입구(32)에 고정한 통 형상의 팬 하우징(39)과 팬 하우징(39)에 수납된 도시하지 않은 모터로 구동되는 팬(40)으로 구성되며, 팬(40)의 회전 구동에 의해 공기 흡입구(32)로부터 공기 분출구(31)를 향하여 공기를 송풍한다.In the case 33, the blowing means 37 and the ion generating means 38 are arranged in order from the rear. The blowing means 37 is composed of a fan-shaped fan housing 39 fixed to the air inlet 32 and a fan 40 driven by a motor (not shown) housed in the fan housing 39. Air is blown from the air intake port 32 toward the air jet port 31 by the rotational drive.

이온 생성 수단(38)은 팬 하우징(39)의 전방에 연속되게 설치한 절연체로 이루어지는 공기 안내통(41)(통 형상 절연물)과, 이 공기 안내통(41)의 외주에 장착 한 환상의 도체로 이루어지는 대향 전극(3)과, 공기 안내통(41) 내에서 대향 전극(3)의 축심(공기 안내통(41)의 축심)의 주위에 둘레 방향으로 간격을 두고 방사상으로 배치된 복수(본 실시 형태에서는 8개)의 방전 침(2) 및 이들 방전 침(2)의 기단부를 유지하는 전극 홀더(42)를 구비하고 있다. 대향 전극(3) 및 공기 안내통(41)의 축심은 팬(40)의 회전 축심과 일치해 있다.The ion generating means 38 includes an air guide cylinder 41 (cylindrical insulator) made of an insulator continuously installed in front of the fan housing 39, and an annular conductor attached to the outer circumference of the air guide cylinder 41. And a plurality of radially arranged radially at intervals in the circumferential direction around the counter electrode 3 formed of the air guide cylinder 41 and the shaft center of the counter electrode 3 (axial center of the air guide cylinder 41). In embodiment, eight discharge needles 2 and the electrode holder 42 which hold | maintain the base end part of these discharge needles 2 are provided. An axis of the counter electrode 3 and the air guide cylinder 41 coincides with the axis of rotation of the fan 40.

전극 홀더(42)는 공기 이온 안내통(41) 내의 중심부에 배치되어 있고, 뒷면이 지지 부재(43)를 사이에 두고 공기 이온 안내통(41)에 지지 고정된 절연체로 이루어지는 원형의 기판(44)(판상 절연물)과, 방전 침(2)의 배치에 대응하여 기판(44)의 전면에 방사상으로 고정 배치된 8개의 금속제(도전성) 소켓(19c), 및 이들 소켓(19c)의 배치에 대응하는 패턴으로 기판(44)의 뒷면에 형성된 회로 패턴(45)(도전성의 박막층의 패턴)을 구비하고 있다. 8개의 소켓(19c)은 본 발명의 제1 도전체 패턴에 해당하고, 회로 패턴(45)은 본 발명의 제2 도전체 패턴에 해당하는 것이다. 또한 각 소켓(19c)은 제1 도전체 패턴을 구성하는 부분 도전체에 해당하는 것이다. 아울러 기판(44)은 양면에 회로 패턴을 형성한 것이어도 좋다.The electrode holder 42 is disposed in the center of the air ion guide tube 41 and has a circular substrate 44 formed of an insulator supported on the air ion guide tube 41 with the rear surface interposed therebetween with the supporting member 43 therebetween. ) (Plate-shaped insulator), eight metal (conductive) sockets 19c radially fixed to the front surface of the substrate 44 in correspondence with the arrangement of the discharge needles 2, and the arrangement of these sockets 19c. The circuit pattern 45 (pattern of the conductive thin film layer) formed in the back surface of the board | substrate 44 is provided in the pattern shown. The eight sockets 19c correspond to the first conductor pattern of the present invention, and the circuit pattern 45 corresponds to the second conductor pattern of the present invention. Each socket 19c corresponds to a partial conductor constituting the first conductor pattern. In addition, the board | substrate 44 may be what provided the circuit pattern on both surfaces.

기판(44)은 그 중심축(법선 방향의 축)을 대향 전극(3) 및 공기 안내통(41)의 축심과 일치시켜 공기 안내통(41) 내의 중심부에 설치되어 있다.The board | substrate 44 is provided in the center part in the air guide cylinder 41, matching the center axis | shaft (axis of a normal direction) with the axis center of the counter electrode 3 and the air guide cylinder 41. As shown in FIG.

8개의 소켓(19c)은 도 9에 도시한 바와 같이, 기판(44)에 의해 서로 절연된 상태에서 기판(44)의 전면에 고정 설치되어 있다.As shown in FIG. 9, the eight sockets 19c are fixed to the front surface of the substrate 44 in a state insulated from each other by the substrate 44.

회로 패턴(45)은 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 지지 부재(43)에 고정되는 기판(44)의 뒷면의 중심 영역을 둘러싸는 환상부(45a)와, 환상부(45a)에 도통되며, 기판(44)의 전면의 각 소켓(19c)에 대응하는 위치(각 소켓(19c)에 기판(44)의 두께 방향으로 대향하는 위치)에 형성되어 방사상으로 배열된 8개의 방사상부(45b), 및 한 쌍의 서로 이웃하는 방사상부(45b, 45b) 사이에서 환상부(45a)에 도통된 케이블 접속부(45c)를 구비하고 있다. 방사상부(45b)는 환상부(45a)를 사이에 두고 서로 도통되어 있다. 또한, 환상부(45a) 및 방사상부(45b)는 본 발명의 제2 도전체 패턴의 부분 도전체에 해당하는 것이다.As shown in FIG. 10, the circuit pattern 45 is connected to the annular portion 45a and the annular portion 45a surrounding the central region of the rear surface of the substrate 44 fixed to the support member 43. And eight radial portions 45b formed radially and arranged at positions corresponding to the respective sockets 19c on the front surface of the substrate 44 (positions opposed to the respective sockets 19c in the thickness direction of the substrate 44). And a cable connecting portion 45c conducted to the annular portion 45a between a pair of neighboring radial portions 45b and 45b. The radial portions 45b are connected to each other with the annular portion 45a interposed therebetween. In addition, the annular part 45a and the radial part 45b correspond to the partial conductor of the 2nd conductor pattern of this invention.

그리고, 도 7에 도시한 바와 같이 케이스(33)의 내측 바닥부에 배치한 고주파 교류 고압 전원(4)의 출력 케이블(4a)이 회로 패턴(45)의 케이블 접속부(45c)에 접속되어 있다. 또한 각 방전 침(2)의 기단부가 이 방전 침(2)의 축심을 기판(44)의 지름 방향을 향하게 하여 전극 홀더(42)의 각 소켓(19c)에 각각 삽입되어 고정되어 있다. 여기서, 소켓(19c)과 기판(44) 및 회로 패턴(45)은 도 5에 도시한 콘덴서부(5)를 형성하고 있다. 이 경우의 콘덴서부(5)는 소켓(19c)과 회로 패턴(45)을 전극으로 하고, 이들 전극 사이에 개재 삽입된 기판(44)을 유전체로 하는 평행 평판 콘덴서로서의 기능을 가지고 있다. 보다 구체적으로는, 각 소켓(19c)과 이에 대향하는 회로 패턴(45)의 방사상부(45b)를 전극, 이들 전극 사이의 기판(44)을 유전체로 하여 평행 평판 콘덴서가 구성되어 있다. 바꾸어 말하면, 각 방전 침(2)이 이를 고정한 소켓(19c)과 이 소켓(19c)에 대향하는 방사상부(45b) 사이의 절연물인 기판(44)에 의해 고주파 교류 고압 전원(4)의 출력 케이블(4a)에 용량 결합되어 있다.7, the output cable 4a of the high frequency AC high voltage power supply 4 arrange | positioned at the inner bottom part of the case 33 is connected to the cable connection part 45c of the circuit pattern 45. As shown in FIG. Moreover, the base end part of each discharge needle 2 is inserted and fixed to each socket 19c of the electrode holder 42 so that the shaft center of this discharge needle 2 may face the radial direction of the board | substrate 44, respectively. Here, the socket 19c, the substrate 44, and the circuit pattern 45 form the condenser portion 5 shown in FIG. In this case, the capacitor | condenser part 5 has a function as a parallel flat plate capacitor which uses the socket 19c and the circuit pattern 45 as electrodes, and uses the board | substrate 44 interposed between these electrodes as a dielectric material. More specifically, a parallel plate capacitor is constructed using the electrodes 45b of the sockets 19c and the circuit patterns 45 facing each other as electrodes and the substrate 44 between these electrodes as a dielectric. In other words, the output cable of the high frequency AC high voltage power supply 4 by the board | substrate 44 which is an insulator between the socket 19c which each discharge needle 2 fixed this to, and the radial part 45b which opposes this socket 19c. It is capacitively coupled to (4a).

또한, 고주파 교류 고압 전원(4)의 리턴 케이블(4b)은 대향 전극(3)에 접속( 도통) 되어 있다. 여기서 대향 전극(3)은 절연체로 이루어지는 공기 안내통(41)의 외주에 장착되어 있으므로, 대향 전극(3)의 방전 침(2)에 대향한 표면이 절연물(공기 안내통(41))에 의해 피복되어 있게 된다. 또한 공기 안내통(41)은 방전 침(2)의 침 끝에 대향하여 대향 전극(3)에 접속되어 있으므로, 도 5에 도시한 콘덴서부(5b)를 형성하고 있게 된다.In addition, the return cable 4b of the high frequency AC high voltage power supply 4 is connected (conducted) to the counter electrode 3. Since the counter electrode 3 is mounted on the outer circumference of the air guide cylinder 41 made of an insulator, the surface of the counter electrode 3 facing the discharge needle 2 is formed by an insulator (air guide cylinder 41). It is covered. Moreover, since the air guide cylinder 41 is connected to the counter electrode 3 facing the needle tip of the discharge needle 2, the condenser part 5b shown in FIG. 5 is formed.

상기 구성의 송풍식 이온 생성 장치(1c)는 고주파 교류 고압 전원(4)에 의해 주파수가 10～100kHz인 고주파의 고전압(약 2kV)이 방전 침(2)에 인가되면, 방전 침(2)과 대향 전극(3) 사이에 공기 안내통(41)을 사이에 두고 코로나 방전이 발생하여 양음의 공기 이온이 생성된다. 그리고, 팬(40)의 회전 구동에 의해 공기 흡입구(32)로부터 공기 분출구(31)를 향하여 공기를 송풍하면, 필터 세트(36)를 통하여 흡입된 공기가 공기 안내통(41)으로 유도되어 방전 침(2)의 주위로 공급된다. 이 때, 방전 침(2)의 끝단 부근의 공간에서 생성된 공기 이온이 케이스(33)의 전방으로 이송되므로, 이 공기 이온을 포함한 공기가 루버(34)로부터 공급된다. 그리고, 떨어진 장소에 위치하는 대전물의 정전기를 중화, 제거할 수 있다. The blow-on ion generating device 1c having the above-described configuration is configured to be discharged when the high voltage (about 2 kV) having a frequency of 10 to 100 kHz is applied to the discharge needle 2 by the high frequency AC high voltage power supply 4. Corona discharge is generated between the counter electrodes 3 with the air guide cylinder 41 interposed therebetween to generate positive air ions. Then, when the air is blown from the air intake port 32 toward the air jet port 31 by the rotational drive of the fan 40, the air sucked through the filter set 36 is led to the air guide cylinder 41 to discharge the air. It is supplied around the needle 2. At this time, since air ions generated in the space near the end of the discharge needle 2 are transferred to the front of the case 33, air containing this air ions is supplied from the louver 34. Then, the static electricity of the charged object located in the remote place can be neutralized and removed.

상기 제2 실시 형태에 따르면 제1 실시 형태와 동일한 효과를 이룰 수 있음과 동시에, 콘덴서부(5b)를 설치하였으므로 양음의 공기 이온의 이온 밸런스(보다 상세하게는 공기 안내통(41) 등에 포착되지 않고 케이스(33)의 전방측으로 이송되는 양음의 공기 이온의 밸런스)가 더욱 향상된다. 그 이유는 다음과 같이 생각할 수 있다.According to the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be achieved, and at the same time, since the condenser portion 5b is provided, the ion balance of the positive air ions (more specifically, the air guide cylinder 41 or the like) is not captured. The balance of positive air ions conveyed to the front side of the case 33 is further improved. The reason can be considered as follows.

즉, 방전 침(2)의 끝단 부근의 공간에서 생성되는 양음의 공기 이온이 같은 양으로 밸런싱되고 있어도, 대향 전극(3)을 향하는 양음의 이온량이 서로 다르면 케이스(33)의 외부에 공급되는 양음의 이온량의 밸런스가 깨지게 된다. 그런데, 본 실시 형태에서는 콘덴서부(5b)를 가지므로, 대향 전극(3)을 향하는 양의 공기 이온이 많아지면 대향 전극(3)을 장착한 콘덴서부(5b)인 공기 안내통(41)의 내주면의 전위가 양측으로 치우친다. 이 때문에, 방전 침(2)에 양의 전압이 인가되었을 때 방전 침(2)과 공기 안내통(41)의 내주면 사이의 전위차가 작아져, 양의 공기 이온의 발생량이 감소한다. 그 결과, 케이스(33)의 외부에 공급되는 양의 공기 이온의 양이 감소한다. 반대로, 대향 전극(3)을 향하는 음의 공기 이온이 많아지면, 공기 안내통(41)의 내주면의 전위가 음측으로 치우친다. 이 때문에, 방전 침(2)에 음의 전압이 인가되었을 때, 방전 침(2)과 공기 안내통(41)의 내주면 사이의 전위차가 작아져 음의 공기 이온의 발생량이 감소한다. 그 결과, 케이스(33)의 외부에 공급되는 음의 공기 이온의 양이 감소한다. 이에 따라, 대향 전극(3)을 향하는 양음의 공기 이온의 양이 밸런싱되어 케이스(33)의 외부에 공급되는 양음의 이온량도 밸런싱되는 것으로 사료된다.That is, even if the positive air ions generated in the space near the end of the discharge needle 2 are balanced by the same amount, if the amount of positive ions toward the counter electrode 3 is different from each other, the positive sound supplied to the outside of the case 33 is different. The balance of the amount of ions is broken. By the way, in this embodiment, since it has the condenser part 5b, when the quantity of air ion toward the counter electrode 3 becomes large, the air guide cylinder 41 which is the condenser part 5b with which the counter electrode 3 was attached is carried out. The dislocation of the inner circumferential surface is biased to both sides. For this reason, when a positive voltage is applied to the discharge needle 2, the potential difference between the discharge needle 2 and the inner peripheral surface of the air guide cylinder 41 becomes small, and the amount of positive air ions generated decreases. As a result, the amount of air ions in the amount supplied to the outside of the case 33 is reduced. On the contrary, when the negative air ion toward the counter electrode 3 increases, the potential of the inner circumferential surface of the air guide cylinder 41 is biased toward the negative side. For this reason, when a negative voltage is applied to the discharge needle 2, the potential difference between the discharge needle 2 and the inner peripheral surface of the air guide cylinder 41 becomes small, and the amount of negative air ions generated decreases. As a result, the amount of negative air ions supplied to the outside of the case 33 is reduced. Accordingly, the amount of positive air ions toward the counter electrode 3 is balanced, and the amount of positive ions supplied to the outside of the case 33 is also balanced.

보충하면, 본 실시 형태의 콘덴서부(5)는 코로나 방전시의 전압 강하(콘덴서부(5)에서의 전압 강하)가 충분히 작아지는 용량이 되도록 구성할 수 있음은 물론이며, 그 예를 다음과 같이 나타낸다.In addition, the capacitor part 5 of this embodiment can be comprised so that the voltage drop (voltage drop in the capacitor part 5) at the time of corona discharge may become small enough, and the example is as follows. It is shown together.

예컨대 기판(44)으로서 두께 1mm의 페놀 수지제 기판(비유전율은 약 5)을 사용한다고 하고, 회로 패턴(45)의 각 방사상부(45b)의 면적을 예컨대 113×10^-6m²로 한다. 이 때, 각 방전 침(2)마다의 콘덴서부(5)의 용량은 약 5pF가 된다. 이 콘덴서부(5)의 임피던스는 10kHz～100kHz의 범위에서 약 3MΩ～0.3MΩ이다. 그리고, 코로나 방전시의 하나의 방전 침(2)의 방전 전류는 3μA～10μA 정도이므로, 콘덴서부(5)에서의 전압 강하는 10kHz～100kHz의 범위의 어느 주파수에서도 3V 이하로 억제할 수 있게 된다. 이러한 전압 강하는 고주파 교류 고압 전원(4)이 발생 가능한 출력 전압(2～3kV)보다 충분히 작으므로, 방전 침(2)에 코로나 방전에 필요한 전압(약 1.8kV의 진폭 값의 전압) 이상의 전압을 지장 없이 인가할 수 있다.For example, suppose that the substrate 44 is made of a phenolic resin substrate having a thickness of about 1 mm (the relative dielectric constant is about 5), and the area of each of the radial portions 45b of the circuit pattern 45 is, for example, 113 × 10 ⁻⁶ m ² . . At this time, the capacity of the condenser portion 5 for each discharge needle 2 is about 5 pF. The impedance of the capacitor 5 is about 3 MΩ to 0.3 MΩ in the range of 10 kHz to 100 kHz. Since the discharge current of one discharge needle 2 at the time of corona discharge is about 3 μA to 10 μA, the voltage drop in the condenser portion 5 can be suppressed to 3 V or less at any frequency in the range of 10 kHz to 100 kHz. . Since the voltage drop is sufficiently smaller than the output voltage (2 to 3 kV) that the high frequency AC high voltage power supply 4 can generate, the discharge needle 2 is provided with a voltage higher than the voltage (voltage of amplitude value of about 1.8 kV) required for corona discharge. It can be authorized without any trouble.

또한, 상기 제2 실시 형태에서는 송풍식 이온 생성 장치를 예시하였으나, 도 5에 도시한 전기 회로와 회로 구성이 동일하면 상기 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이 노즐식인 것에서도 동일한 효과를 얻을 수 있다. In addition, although the blowing type ion generating apparatus was illustrated in the said 2nd Embodiment, if the electric circuit and circuit structure shown in FIG. 5 are the same, the same effect can be acquired also if it is a nozzle type as demonstrated in the said 1st Embodiment.

본 발명의 이온 생성 장치는 상기 제1 및 제2 실시 형태에서 예시한 장치에 한정되지 않으며, 콘덴서부(5, 5b)를 구성하는 절연체의 재질, 형상, 크기를 적당히 선택할 수 있다. 이 경우, 방전 침(2)으로부터 코로나 방전을 발생시키기 위하여, 이 방전 침(2)에 진폭 값이 약 1.8kV 이상인 전압을 부여할 필요가 있다. 또한 고주파 교류 고압 전원(4)의 출력 전압(출력 케이블(4a)의 발생 전압)은 2～3kV 정도이므로, 코로나 방전시의 이 출력 케이블(4a)과 방전 침(2) 사이의 전압 강하는 최대 100V 정도로 한정하는 것이 바람직하다. 그리고, 코로나 방전시의 방전 전류는 3～10μA 정도이므로, 콘덴서부(5)의 전압 강하를 100V 정도로 한정하기 위해서는 콘덴서부(5)의 임피던스는 최대 10MΩ 정도로 한정할 필요가 있다. 따라서, 콘덴서부(5)의 용량은 10～100kHz의 주파수에서 임피던스가 10MΩ 이하가 되는 용량으로 설정하는 것이 바람직하다. 그러한 용량은 상기 제1 및 제2 실시 형태에서 설명한 콘덴서부(5)의 구조에 의해 지장 없이 실현할 수 있다. 예컨대 그 용량은, O.1 ～10pF 정도의 용량이면 된다. 또한, 콘덴서부(5)의 용량을 크게 할수록 콘덴서부(5)의 면적(용량에 기여하는 면적)을 크게 할 필요가 있으므로, 콘덴서부(5)의 용량은 콘덴서부(5)의 구조의 크기를 고려하면, 실용상으로는 최대 10pF 정도로 한정하는 것이 바람직하다.The ion generating device of the present invention is not limited to the devices exemplified in the first and second embodiments, and the material, shape, and size of the insulators constituting the capacitor parts 5 and 5b can be selected as appropriate. In this case, in order to generate corona discharge from the discharge needle 2, it is necessary to give the discharge needle 2 a voltage having an amplitude value of about 1.8 kV or more. In addition, since the output voltage of the high frequency AC high-voltage power supply 4 (generating voltage of the output cable 4a) is about 2 to 3 kV, the voltage drop between the output cable 4a and the discharge needle 2 at the time of corona discharge is maximum. It is preferable to limit to about 100V. And since the discharge current at the time of corona discharge is about 3-10 microA, in order to limit the voltage drop of the capacitor | condenser part 5 about 100V, the impedance of the capacitor | condenser part 5 needs to be limited to about 10 M (ohm) at most. Therefore, it is preferable to set the capacitance of the condenser portion 5 to a capacitance such that the impedance becomes 10 MΩ or less at a frequency of 10 to 100 kHz. Such capacitance can be realized without any problems by the structure of the condenser portion 5 described in the first and second embodiments. For example, the capacity may be a capacity of about 0.1 to 10 pF. In addition, the larger the capacity of the condenser 5 is, the larger the area (area contributing to the capacity) of the condenser 5 is required. Therefore, the capacity of the condenser 5 is the size of the structure of the condenser 5. In consideration of this, it is preferable to limit practically to about 10pF at maximum.

상기 제2 실시 형태에 따른 송풍식 이온 생성 장치(1c)의 콘덴서부(5)가 바람직한 정전 용량의 값을 가지고 있는 경우에 대하여 이 장치의 성능을 설명한다. 도 11을 참조하여, 본원 발명자는 대전 플레이트 모니터(50)를 이용하여 송풍식 이온 생성 장치(1c)의 제전 효과를 알아보는 시험을 행하였다. 대전 플레이트 모니터(50)는 절연 부재(51)를 사이에 두고 본체(52)에 장착된 금속제 플레이트(53)를 구비함과 동시에, 본체(52) 내부에 금속제 플레이트(53)의 전위를 측정하는 표면 전위 측정 장치(54)와, 금속제 플레이트(53)에 전하를 부여하는 고전압 전원(55), 및 금속제 플레이트(53)의 전위의 변화 시간을 측정하는 타이머(56)를 구비하고 있다.The performance of this apparatus will be described with respect to the case where the condenser portion 5 of the blowing ion generating device 1c according to the second embodiment has a desirable value of capacitance. With reference to FIG. 11, the inventor performed the test which examines the static elimination effect of the blowing type ion generating apparatus 1c using the charging plate monitor 50. FIG. The charging plate monitor 50 includes a metal plate 53 attached to the main body 52 with an insulating member 51 therebetween, and measures the potential of the metal plate 53 inside the main body 52. A surface potential measuring device 54, a high voltage power supply 55 for applying charge to the metal plate 53, and a timer 56 for measuring the change time of the potential of the metal plate 53 are provided.

먼저, 150mm의 사각형 금속제 플레이트(53)를 송풍식 이온 생성 장치(1c)와 300mm의 거리의 위치에 배치하였다(실시예). 그리고, 금속제 플레이트(53)를 고전압 전원(55)에 의해 +1000V(또는 -1000V)로 대전시켰다.First, the 150 mm square metal plate 53 was arrange | positioned at the position of 300 mm of distances with the ventilation type | mold ion generator 1c (Example). Then, the metal plate 53 was charged to + 1000V (or -1000V) by the high voltage power supply 55.

송풍식 이온 생성 장치(1c)의 고주파 교류 고압 전원(4)에 의해 68kHz, 2kV(0-p)의 교류 전압을 방전 침(2)에 인가하여 코로나 방전에 의해 양음의 공기 이온을 생성시키고, 생성된 공기 이온을 송풍식 이온 생성 장치(1c)로부터 금속제 플레이트(53)로 공급하였다. 그리고, 이러한 공급에 의해 금속제 플레이트(53)의 전하를 중화하고, 이 금속제 플레이트(53)의 전위가 +1000V(또는 -1000V)의 초기 전압에서 +100V(또는 -100V)까지 감쇠하는 데 소요되는 시간을 감쇠 시간으로서 측정하였다. 그 측정 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 실시예와 비교하기 위한 비교예의 이온 생성 장치를 사용한 경우에 대해서도 상기와 동일하게 감쇠 시간의 측정을 행하였다. 측정에 이용한 비교예의 장치는 방전 침(2)과 출력 케이블(4a)이 직접 접속된 구조의 직접 연결형 전극을 갖는다는 점을 제외하고는 송풍식 이온 생성 장치(1c)와 동일한 구성으로서(대향 전극(3)을 피복하는 공기 안내통(41)을 구비함), 고주파 교류 고압 전원(4)을 구비하는 송풍식의 것이다. 이 비교예의 측정 결과를 실시예의 측정 결과와 함께 표 1에 나타내었다.The high frequency AC high voltage power supply 4 of the blow-type ion generating device 1c applies an AC voltage of 68 kHz and 2 kV (0-p) to the discharge needle 2 to generate positive air ions by corona discharge. The generated air ions were supplied from the blown ion generating device 1c to the metal plate 53. This supply neutralizes the charge of the metal plate 53, and the potential of the metal plate 53 is required to attenuate the voltage from the initial voltage of + 1000V (or -1000V) to + 100V (or -100V). The time was measured as the decay time. The measurement results are shown in Table 1. In addition, the decay time was measured similarly to the case where the ion generating apparatus of the comparative example for comparison with an Example was used. The apparatus of the comparative example used for the measurement had the same structure as the blow-type ion generating apparatus 1c (counter electrode) except that it had a direct connection type electrode of the structure in which the discharge needle 2 and the output cable 4a were directly connected. (3) is provided with an air guide tube 41) and a blow-type type provided with a high frequency alternating current high voltage power supply (4). The measurement result of this comparative example is shown in Table 1 with the measurement result of an Example.

실시예Example 비교예Comparative example 감쇠 시간 +1000→+100 (초)Decay time + 1000 → + 100 (seconds) 1.81.8 1.91.9 감쇠 시간 -1000→-100 (초)Decay time -1000 → -100 (seconds) 1.91.9 2.02.0 오프셋 전압 (V)Offset voltage (V) +1~+2+1 to +2 -2~+10-2 to +10

다음, 금속제 플레이트(53)를 대전체로 하여 송풍식 이온 생성 장치(1c)로부터 공기 이온을 포함한 공기를 대전 플레이트 모니터(50)의 금속제 플레이트(53)에 연속적으로 불어 댔다. 이 때, 금속제 플레이트(53)에 축적된 전하에 의한 전압을 오프셋 전압으로 하여 표면 전위 측정 장치(54)에 의해 순차적으로 측정하였다. 이 오프셋 전압은 송풍식 이온 생성 장치(1c)로부터 금속제 플레이트(53)를 향하여 방출되는 양음의 공기 이온량의 밸런스(이온 밸런스)의 지표가 되는 것이다. 오프셋 전압은 송풍식 이온 생성 장치(1c)로부터 방출되는 양음의 공기 이온의 양에 치우침이 있는 경우에 그 절대값이 커지므로, 전압의 절대값이 작을수록 이온 밸런스가 양호하다는 것을 나타낸다. 또한, 상기 비교예의 장치를 이용한 경우에 대해서도 상기와 동일하게 오프셋 전압을 측정하였다.Next, air containing air ions was continuously blown onto the metal plate 53 of the charging plate monitor 50 by using the metal plate 53 as the charging member. At this time, the voltage by the charge accumulated in the metal plate 53 was measured as the offset voltage 54 by the surface potential measuring device 54 sequentially. This offset voltage serves as an index of the balance (ion balance) of the positive and negative air ions emitted from the blowing ion generating device 1c toward the metal plate 53. The offset voltage increases when the amount of positive air ions emitted from the blowing ion generating device 1c is biased, so that the absolute value of the voltage is smaller, indicating that the ion balance is better. In addition, the offset voltage was measured similarly to the case of using the apparatus of the said comparative example.

이 오프셋 전압의 측정 결과를 상기 표 1과 도 12에 나타내었다. 도 12에서, 세로축은 송풍식 이온 생성 장치의 운전 시간[h], 가로축은 오프셋 전압[V]을 나타내며, 도 12(a)는 실시예의 시험 결과, 도 12(b)는 비교예의 시험 결과를 각각 나타낸다.The measurement result of this offset voltage is shown in Table 1 and FIG. In Figure 12, the vertical axis represents the operating time [h], the horizontal axis represents the offset voltage [V] of the blowing ion generating device, Figure 12 (a) shows the test results of the embodiment, Figure 12 (b) shows the test results of the comparative example Represent each.

표 1을 참조하면 자명해지는 바와 같이, 실시예 및 비교예의 어느 것도 감쇠 시간은 거의 같지만, 오프셋 전압은 그 변동폭이 실시예 쪽이 비교예보다 훨씬 작다는 것을 알 수 있다. 아울러, 실시예의 오프셋 전압은 거의 0에 가까운 전압에 들어가 있다. 또한 오프셋 전압의 시간에 따른 변화는 도 12에 도시한 바와 같이 비교예보다 실시예 쪽이 명백하게 안정되어 있다. 따라서, 이온 생성 장치(1c)로부터 금속제 플레이트(53)를 향하여 방출되는 양음의 공기 이온의 이온 밸런스는 상기 비교예의 장치보다 양호하다는 것이 명백하다.As will be apparent with reference to Table 1, although the decay time is almost the same in both of the examples and the comparative example, it can be seen that the variation in the offset voltage is much smaller than that of the comparative example. In addition, the offset voltage of an Example enters the voltage near zero. Also, as shown in Fig. 12, the variation of the offset voltage with time is clearly more stable in the Examples than in the Comparative Examples. Therefore, it is apparent that the ion balance of the positive air ions emitted from the ion generating device 1c toward the metal plate 53 is better than that of the device of the comparative example.

이상과 같이 본 발명의 이온 생성 장치는, 각종 대전체를 효과적으로 제전할 수 있도록 양음의 공기 이온을 발생할 수 있는 것으로서 유용하여, 반도체 장치 등 높은 제전 효과가 요구되는 대전체의 제전에 적합하다. As described above, the ion generating device of the present invention is useful as it is capable of generating positive air ions so as to effectively discharge various charges, and is suitable for the charge of the charges that require high antistatic effect such as semiconductor devices.

Claims

At least one discharge needle, a counter electrode facing the discharge needle, and an AC high voltage power supplying a high voltage between the discharge needle and the counter electrode, and the high voltage between the discharge needle and the counter electrode by the AC high voltage power source. In the ion generating device which generates a corona discharge when it is applied to generate positive and negative air ions,

This AC high voltage power supply has a high frequency oscillator and a piezoelectric transformer to output high frequency voltage.

An insulating material is interposed between the high voltage output line of the AC high voltage power supply and the discharge needle to enable discharge from the discharge needle.

The second needle provided at the position corresponding to the first conductor pattern on the other surface of the plate-shaped insulator while conducting the discharge needle to the first conductor pattern provided on any one surface of the plate-shaped insulator as the insulator. Conducting the high voltage output line to a conductor pattern,

A plurality of discharge needles are provided, and the first conductor pattern is a pattern corresponding to the arrangement of the plurality of discharge needles by insulating each of the plurality of partial conductors that respectively conduct the discharge needles by the plate insulator. The second conductor pattern includes: a plurality of partial conductors each facing each other with the plate-shaped insulator interposed between the respective partial conductors of the first conductor pattern; An ion generating device comprising a partial conductor in which the partial conductors are connected to each other and connected to each other.

The high voltage output line of the AC high voltage power supply is covered with an insulating tube as the insulator, and the high voltage output line covered with the insulating tube is inserted into the ring of the current collecting ring made of a conductor in a state of being insulated from the current collecting ring by the insulating tube. And the discharge needle is conductive with the surface of the current collecting ring into which the high voltage output line is inserted.

The method of claim 1,

The plurality of discharge needles have their respective proximal ends fixed to respective partial conductors of the first conductor pattern of the plate insulator, and extend from the plate insulator around the plate insulator in a radial arrangement pattern. The opposing electrode is comprised by the annular conductor arrange | positioned around this some discharge needle so that it may have an axis center of the direction orthogonal to the axis center of each discharge needle.

The method according to claim 1 or 3,

A surface of the counter electrode facing the discharge needle is covered with an insulator.

The method of claim 3,

The counter electrode, which is the annular conductor, is mounted on an outer circumferential surface of the tubular insulator which is arranged coaxially with the annular conductor by accommodating the plurality of discharge needles and plate insulators therein, and in the tubular insulator there is air in its axial direction. An ion generating device comprising a means for supplying.

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